Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Контрольная работа по «Экология». 12

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Контрольная работа по дисциплине

«Экология»

Вариант: 26

Выполнил:

Студент группы ЗКТэ-412С

№ зачет. книжки – 1202526

Р.А. Булыгин

25.08.2015

Проверил: Е.Г. Мирошникова

__.__.2015

Екатеринбург

2015

27. Гомеостаз экосистемы (сообщества). Понятие обратных связей. Гомеостатические механизмы (примеры).

Гомеостаз (гр. То же состояние) – способность биологических систем к саморегуляции при изменении условий окружающей среды; для организма сохранение постоянства внутренней среды организма и устойчивость основных физиологических функций при изменении внешних условий.

Равновесие в экосистемах поддерживается процессами с обратной связью. Гомеостаз - это способность популяции или экосистемы поддерживать устойчивое динамическое равновесие в изменяющихся условиях среды. В гомеостазе (устойчивости) живых систем выделяют:

1.Выносливость (живучесть, толерантность - способность переносить изменения среды без нарушения основных свойств системы;

2.Упругость (резистентность, сопротивляемость) — способность быстро самостоятельно возвращаться в нормальное состояние из неустойчивого, которое возникло в результате внешнего неблагоприятного воздействия на систему.

Механизмы гомеостаза: обратная связь

Положительная обратная связь ведет к усилению процесса в одном направлении. Пример ее - заболачивание территории, например, после вырубки леса. Снятие лесного полога и уплотнение почвы обычно ведет к накоплению воды на ее поверхности. Это, в свою очередь, дает возможность поселяться здесь растениям-влагонакопителям, например сфагновым мхам, содержание воды в которых в 25-30 раз превышает вес их тела. Процесс начинает действовать в одном направлении: увеличение увлажнения - обеднение кислородом - замедление разложения растительных остатков - накопление торфа - дальнейшее усиление заболачивания.

Отрицательная обратная связь действует таким образом, что в ответ на усиление действия элемента А увеличивается противоположная по направлению сила действия элемента В. Такая связь позволяет сохраняться системе в состоянии устойчивого динамического равновесия. Это наиболее распространенный и важный вид связей в природных системах. На них прежде всего базируется устойчивость и стабильность экосистем. Пример такой связи - взаимоотношение между хищником и его жертвой. Увеличение численности жертвы как кормового ресурса, например полевых мышей для лис, создает условия для размножения и увеличения численности последних. Они, в свою очередь, начинают более интенсивно уничтожать жертву и снижают ее численность. В целом численность хищника и жертвы синхронно колеблется в определенных границах.

Терморегуляция — другой пример отрицательной обратной связи. Когда температура тела повышается (или понижается) терморецепторы в коже и гипоталамусе регистрируют изменение, вызывая сигнал из мозга. Данный сигнал, в свою очередь, вызывает ответ — понижение температуры.

Воронков Н.А. Экология общая, социальная, прикладная [Текст]: учеб. для вузов / Н.А. Воронков. М.: Агар, 2008. 432 с. стр. 86.

46. Понятие "экологический кризис" и "экологическая катастрофа". Примеры экологических кризисов в истории человечества и реально существующих экологических катастроф. Их причины.

Экологический кризис – экологическое неблагополучие, характеризующееся устойчивыми отрицательными изменениями окружающей среды, и представляющее угрозу для здоровья людей. Это напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, обусловленное несоответствием размеров производственно-хозяйственной деятельности человека ресурсно-экологическим возможностям биосферы. Экологический кризис характеризуется не столько усилением воздействия человека на природу, сколько резким увеличением влияния измененной людьми природы на общественное развитие.

Экологическая катастрофа – экологическое неблагополучие, характеризующееся глубокими необратимыми изменениями окружающей среды и существенным ухудшением здоровья населения. Это природная аномалия, нередко возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человеческой деятельности на природные процессы и ведущая к остронеблагоприятным экономическим последствиям или массовой гибели населения определенного региона.

Различие между экологическим кризисом и экологической катастрофой состоит в том, что кризис – обратимое явление, в котором человек выступает активно действующей стороной, а катастрофа – необратимое явление, и человек уже лишь пассивная, страдающая сторона.

В более широком смысле экологический кризис понимается как фазы развития биосферы, на которых происходит качественное обновление живого вещества (вымирание одних видов и возникновение других).

Первый экологический кризис относится к изменению среды обитания живых существ, который вызвал возникновение непосредственных предков человека. Он называется доантропогенным экологическим кризисом аридизации (от лат. aridus - сухой) и был около 3 млн. лет назад.

Второй кризис был связан с относительным обеднением доступных примитивному человеку ресурсов промысла и собирательства, который обусловил появление стихийного биотехнического мероприятия типа выжигания растительности для ее лучшего и более раннего роста.

Кризисное состояние во взаимоотношениях между человечеством и природой с ответной реакцией человечества на это состояние называется экологической революцией. Для второго кризиса обеднения ресурсов промысла и собирательства ответная реакция человечества проявилась в биотехнической революции, прошедшей 35-50 тыс. лет назад. Экологическая революция обычно охватывает все стороны хозяйства и приводит к изменению взглядов людей на природу и ее эксплуатацию. Биотехническая революция была первой экологической революцией в истории человечества как реакция на нехватку естественных продуктов природы при выходе человечества из фазы чисто биологического существования.

Третий экологический кризис или первый антропогенный кризис связан с массовым уничтожением (перепромыслом) крупных животных. Он называется также "кризисом консументов", который вызвал ответную ре акцию человечества на него в виде второй сельскохозяйственной революции, приведшей к развитию примитивного орошаемого земледелия и скотоводства. Третий экологический кризис, связанный с массовым исчезновением некоторых крупнейших представителей животного мира плейстоценоза (от греч. pleistos - самый многочисленный, наибольший и kainos - новый, обозначающий наиболее длительную эпоху антропогенового периода с общим похолоданием климата Земли и периодическим возникновением в средних широтах обширных материковых оледенений), совпадает во времени с заселением мест их обитания охотниками палеолита (от греч. palaios - древний и lithos - камень, обозначают эпоху существования ископаемого человека, а также ископаемых, ныне вымерших видов животных), что позволяет сделать вывод об их уничтожении древ ним человеком.

Четвертый экологический кризис связан с засолением почв и деградацией примитивного поливного земледелия, которое оказалось недостаточным для растущего народонаселения Земли и привело к преимущественному развитию неполивного земледелия. Четвертому экологическому кризису характерна вторая сельскохозяйственная революция широкого освоения неполивных земель, проходившая на Земле 2 тыс. лет назад.

Сведение лесов и общее истощение ресурсов растительного мира, как и вообще традиционных ресурсов того времени, привело к пятому экологическому кризису, называемому "кризисом продуцентов". Кризис продуцентов связывают с общим бурным развитием производительных сил общества, которое вызвало широкое применение минеральных ресурсов и привело к промышленной революции, переросшей затем в научно-техническую революцию текущего времени.

Современный экологический кризис характеризуется опасным загрязнением биосферы, приближением к максимальному использованию энергии на поверхности Земли и резким нарушением экологического равновесия. Под экологическим равновесием понимается баланс естественных или измененных человеком средообразующих компонентов и природных процессов, приводящий к длительному существованию данной экосистемы. Увеличивающееся антропогенное глобальное загрязнение биосферы вредными веществами, существующими в природе, а также создаваемы ми человеком новыми синтетическими веществами, которые не существу ют в естественных условиях в природе, приводит к тому, что редуценты не успевают очищать биосферу от этих веществ. Поэтому этот кризис называется "кризисом редуцентов", которому соответствует высший этап научно-технической революции - реутилизация продуктов и условное замыкание технологических циклов, являющихся прообразом современных безотходных производств.

Вот несколько примеров экологических катастроф:

26 апреля 1986 года в 1:23 по московскому времени произошла авария на Чернобыльской АЭС, стены ядерного реактора были моментально разрушены. От высокой температуры загорелся графит, и бушующий огонь поднял в атмосферу тысячи смертоносных частиц. На свободу вырвались цезий, стронций, плутоний - страшные радиоактивные яды, обезвредить которые принципиально невозможно никакими способами. Переносимые ветром и дождями, они покрыли губительным ковром территорию площадью более 100.000 км, на которой в этот момент проживало не менее 800.000 человек. 30 человек погибли сразу, многие, никем ещё не сосчитанные, сотни или даже тысячи людей, заболели и умерли от губительного облучения, 100.000 человек были эвакуированы из своих домов.

28.02.2002 В результате уже в первые сутки после аварии в реку Пышма попало около 100 тысяч кубометров сточных вод. Очередная экологическая катастрофа в Екатеринбурге. Из-за аварии на насосной станции Северных очистных сооружений в реки Пышма и Камышинка хлынул поток нечистот.

Примером крупномасштабной катастрофы на химическом предприятии является трагическое событие в г. Бхопал (Индия, 1984 г.). На фабрике по производству пестицидов, владельцем которой являлась американская компания «Юнион Карбайд», произошла утечка более 30 т ядовитой смеси фосгена и метилизоцианата. В результате погибли 3 тыс. человек, около 20 тыс. ослепли и у 200 тыс. человек впоследствии обнаружены серьезные поражения головного мозга, параличи и т.д. У многих детей, появившихся на свет после катастрофы, имелись уродства.

Примером экологической катастрофы, вызванной воинским конфликтом, следует считать события, которые происходили на территории Кувейта и близлежащих участков Персидского залива после операции «Буря в пустыни» в начале 1991г. Отступая из Кувейта, Иракские оккупанты подорвали взрывчаткой свыше 500 нефтяных буровых скважин. Значительная их часть вспыхнула и горела на протяжении шести месяцев, отравляя вредными газами и сажей большую территорию. Из буровых скважин, которые не загорелись, нефть била фонтанами, образовывая большие озера и стекая в Персидский залив. Сюда же вылилось большое количество нефти из подорванных терминалов и танкеров. В результате нефтью было покрыто примерно 1554 км2 поверхности моря, 450 км береговой полосы, где погибло большинство птиц, морских черепах, дюгоней и других животных. В огневых факелах ежесуточно сгорало 7,3 млн. л нефти, что равно объему нефти, которую ежедневно импортирует США. Тучи сажи от пожаров поднимались на высоту до 3км и разносились ветрами далеко за границы Кувейта - черные дожди выпадали в Саудовской Аравии и Иране, черный снег - в Кашмире (за 2 000 км от Кувейта).

Причины экологических катастроф:

1.глобальное потепление, сдвиг климатических зон;

2.озоновые дыры, разрушение озонового экрана;

3.частично обратимое загрязнение окружающей среды;

4.неуничтожимые радиоактивные отходы;

5.эрозия и сокращение площадей плодородных почв;

6. демографический взрыв, урбанизация;

7. истощение невозобновляемых минеральных ресурсов;

8.энергетический кризис;

9.резкий рост числа ранее неизвестных и зачастую неизлечимых болезней;

10. недостаток продуктов питания, перманентное состояние голода большей части населения планеты;

11. Истощение ресурсов мирового океана и его загрязнение.

Причины экологического кризиса:

1. Перенаселение. В настоящее время представляется обоснованной точка зрения, согласно которой плотность заселения Земли приближается к критической. В начале нашей эры на Земле находилось 250 млн. человек. Понадобилось 1,5 тыс. лет для того, чтобы оно удвоилось. К началу XIX в. население планеты достигло 1 млрд. а уже в 1987 г. на Земле жило 5 млрд. человек, причем на прибавление последнего миллиарда ушло всего 12 лет. Сейчас население Земли более 6 млрд. При этом каждому человеку нужно где-то жить и чем-то питаться, то есть увеличивается промышленное и сельскохозяйственное производство. А это неминуемо влечет за собой загрязнение среды обитания.

2. Экономические причины. Высокая стоимость очистных сооружений и других средств охраны природы, достигающая иногда трети капиталовложений, зачастую вынуждает хозяйственников и администраторов экономить на природе при строительстве новых производств. Издержки рыночной экономики, связанные с погоней за прибылью, и плановой, отягощенной идеологическими догмами, безусловно, ведут к углублению экологического кризиса.

3. Научно-технические причины. Основная часть потока загрязнений, поступающих в атмосферу, гидросферу и литосферу Земли, обусловлена существующими научно-техническими трудностями. Следует иметь в виду, что лишь незначительная доля используемых в промышленности химических процессов протекает с количественным выходом и 100%-ой селективностью. В большинстве случаев наряду с целевым продуктом образуется гамма побочных, для полной утилизации которых требуется бесконечно большая сумма капиталовложений. Поэтому на практике устанавливают некоторый допустимый уровень загрязнений, который обеспечивается разумным уровнем затрат.

4. Нерациональное использование природных ресурсов. Кризисные ситуации, возникающие из-за истощения природных ресурсов, успешно разрешаются совершенствованием технологий добычи, транспортировки, переработки традиционных природных ресурсов, открытием и использованием новых, а также изготовлением синтетических материалов.

5. Низкий уровень знаний. В наше время люди, принимающие ответственные технические решения и не владеющие при этом основами естественных наук, становятся социально опасными. Многие из уже произошедших и, вероятно, будущих катастроф связаны с малограмотностью технических руководителей и исполнителей.

6. Низкий уровень культуры и нравственности. Совершенно очевидно, что для сохранения природы необходимо, чтобы каждый человек, соприкасающийся с промышленным или сельскохозяйственным производством, с бытовыми химическими веществами, был не только экологически грамотен, но и сознавал свою ответственность за действия, которые приносят природе явный вред. К сожалению, нередко можно видеть, как шофер моет свой автомобиль в чистом ручье, как матрос выливает за борт ведро солярки, как рабочие в автохозяйствах сжигают старые покрышки, как сельские механизаторы равнодушно взирают на кучу рваных мешков с удобрениями, валяющихся среди поля.

Колесников, С. И. Экология : [учебное пособие для студентов вузов, обучающихся понаправлениям: "География" и "Экология и природопользование"] / С. И. Колесников ; отв. ред. В. Ф. Вальков .— 4-е изд. — М. ; Ростов на/Д : Дашков и К : Академцентр, 2009 .— 384 с. : ил., табл. ; 21 см .— Библиогр. в конце гл. — ISBN 978-5-394-00545-9. стр.

70.Защита гидросферы. Методы очистки сточных вод.

Гидросфера - водная среда, которая включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в Мировом океане, содержащем около 91% всей воды на Земле. Поверхность Мирового океана (акватория) составляет 361 млн/км квадратных. Она примерно в 2,04 раза больше площади суши – территории, занимающей 149 млн/км квадратных.

В 1995 г. был принят Федеральный закон от 23.11.1995 N 174-ФЗ "Об экологической экспертизе", разработанный специалистами-экологами РФ, который регулирует правовые отношения в области использования и охраны водных объектов. Закон направлен на охрану вод от загрязнения, засорения и истощения. Разработка этого закона была обусловлена рядом причин, одна из которых – рост объемов сточных вод, точечных и площадных источников загрязнения компонентов гидросферы (поверхностных и подземных вод), приводящих к качественному истощению пресных вод.

К средствам защиты компонентов гидросферы в первую очередь относится комплекс водоохранных мероприятий, включая очистные сооружения с каскадом отстойников и высокоэффективными фильтрами. Кроме этого, в настоящее время все шире используются специальные лесные насаждения для перехвата и последующей очистки вод (в природных условиях), поступающих с определенных территорий – с полей, дорог, населенных пунктов. Для этих целей наиболее приемлемы высоко продуктивные, с мощной лесной подстилкой и многоярусные (с кустарниками) хвойно-лиственные лесонасаждения. Такие лесонасаждения способны аккумулировать, очищать, а затем переводить в подземный сток огромные массы воды. Искусственные лесонасаждения по берегам рек, водоемов препятствуют размыву почвы после дождей или во время весенних паводков, предохраняя от загрязнения компоненты гидросферы.

Аналогичные искусственные лесонасаждения производятся и вблизи родников, истоков малых рек. При этом любая хозяйственная деятельность людей, населения в таких лесонасаждениях запрещена, а также и при наличии естественных, природных лесов.

Защита компонентов гидросферы – водоемов всех видов – напрямую зависит от состояния загрязнения атмосферного воздуха. Как известно, кислотные дожди выпадают не только над полями и лесами, но и над водоемами, а в сухую погоду производственная пыль от выбросов промышленных предприятий (содержащая загрязняющие вещества) оседает также на поверхность водоемов.

Исходя из взаимосвязанности загрязнения атмосферного воздуха и компонентов гидросферы в России в 2002 г. был разработан и принят Закон РФ «Об охране окружающей природной среды».

Этот закон предусматривает проведение комплекса мероприятий по защите гидросферы с внедрением новейших технологий и оборудования по очистке сточных вод. Из бюджетов всех уровней на указанные мероприятия выделяются необходимые финансовые средства. Водопользование имеет замкнутый цикл (без сбросов в водоемы).

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода, в каждом конкретном случае, определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

1. Механический метод

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75 % нерастворимых примесей, а из промышленных - до 95 %, многие из которых, как ценные примеси, используются в производстве.

2. Химический метод

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95 % и растворимых до 25 %

3. Физико-химический метод

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

4. Биологический метод

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах. В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем. Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии (не слипающиеся в хлопья) омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.)

Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

Контрольная работа по «Экология». 12 📙 Контрольная → 🆔 77141